2707
Під Апеннінськими горами в Італії відбувається незвичний процес: частина земної кори ніби «розстібається» і відшаровується вглиб планети. До такого висновку дійшла команда геологів на чолі зі Стефано Тавані (Stefano Tavani) з Флорентійського університету, про що розповідає видання ScienceAlert.
Це явище називають деламінацією: щільна нижня кора разом із літосферною мантією відривається від верхньої кори та занурюється в мантію. За словами дослідників, під Апеннінами цей процес має рухомий «фронт» – своєрідну застібку-блискавку, яка повільно мігрує під Італією у бік Адріатичного передгір’я.
Гірський пояс, що одночасно стискається і розтягується
Апенніни простягаються приблизно на 1 200 кілометрів уздовж усієї Італії й давно вважаються геологічною загадкою. Як і багато інших гірських систем, вони сформувалися внаслідок зближення тектонічних плит, що зім’яли й потовстили земну кору, піднімаючи гори.
Однак тектонічна система під Італією поводилася не за «класичним» сценарієм. Плита, яка занурювалася в мантію, з часом почала відступати, і за гірським фронтом кора розтягувалася, відкриваючи Тірренське море. Так виникла парадоксальна ситуація: край гірського поясу продовжував стискатися, тоді як ділянки позаду нього розтягувалися.
У проміжку між приблизно 10 і 2 мільйонами років тому близько 100 кілометрів укорочення кори в центральних Апеннінах відповідали приблизно такій самій величині розтягнення в Тірренському регіоні. Це пояснювали «відкатом плити» – відступанням зануреної плити, що тягнула за собою кору й розтягувала її позаду гір, тоді як попереду тривав стиск.
Близько 2 мільйонів років тому ситуація змінилася: активне розширення, яке відкрило Тірренське море, припинилося, а скорочення вздовж фронту Апеннінів різко сповільнилося. Попри це, суперечливі деформації гірського поясу не зникли, що вказувало на інший механізм.
Докази «розстібаної» кори в глибині
Щоб розібратися, команда Тавані об’єднала різні типи даних: десятиліття сейсмічних спостережень, вимірювання GPS, супутникову радарну зйомку та карти межі між корою і мантією – так званої поверхні Мохо (від розриву Мохоровичича).
Уздовж більш ніж 500 кілометрів Апеннінів дослідники виявили зону, де Мохо під Тірренським боком перекривається з Мохо під Адріатичним боком. Вони інтерпретують цю «подвійну» кору як область, де нижня кора відшаровується – рухомий фронт деламінації, подібний до точки, в якій клейка стрічка починає відриватися від поверхні.
Сейсмічні події теж групуються навколо цієї зони. Позаду та над фронтом механізми землетрусів переважно свідчать про розтяг кори, тоді як попереду – про стискання. Вимірювання GPS показують близько 4 міліметрів на рік розтягнення через увесь гірський пояс, тоді як на його зовнішньому краї частина цього руху компенсується приблизно 2 міліметрами на рік скорочення.
Дослідники описують це як «гармонікоподібну» деформацію: пояс розтягується всередині, одночасно вкорочуючись на своєму фронті. Раніше таку картину пов’язували з відкатом плити, але нинішні спостереження вказують, що цього пояснення вже недостатньо.
Як деламінація керує рухами гір
На думку Тавані та його колег, саме триваюча деламінація під Апеннінами є тим внутрішнім двигуном, якого бракувало в попередніх моделях. Попереду мігруючого «шарніра» нижня кора та літосферна мантія залишаються з’єднаними із зануреною плитою, яка тягне кору вниз, спричиняючи стиск і опускання.
Коли ж фронт проходить і нижні шари відриваються, це навантаження знімається. Залишена верхня кора може розігнутися й піднятися, оскільки щільніші глибокі породи заміщуються більш плавучим матеріалом мантії. Так виникає розтяг позаду фронту, тоді як ще прикріплена кора попереду продовжує зазнавати стиску.
Автори наголошують, що їхня модель спрощена й не дає повної картини будови плити під Апеннінами. Для розуміння всієї складності деформацій кори та мантії з часом потрібні більш детальні моделювання.
Попри це, результати вказують, що Апенніни можуть бути рідкісним природним полігоном, де геологи фактично спостерігають у реальному часі, як бічно мігрує фронт деламінації та «відшаровується» літосфера. Дослідження опубліковане в журналі Communications Earth & Environment.
Під Італією земна кора розстібається наче блискавка з’явилася спочатку на Цікавості.
